十三、自行车的发明
发明人:男爵卡尔杜莱斯
发明时间:1817年
海德堡是德国文化名城,著名的海德堡城堡、海德堡大学众人皆知。世界第一辆自行车的发明,也是诞生于海德堡大学的著名学生之手。海德堡不仅拥有引以为荣的中世纪城堡,它还拥有欧洲最古老的教育机构之一海德堡大学。比如曾在海德堡大学学习和工作的著名思想家有黑格尔、诠释学哲学家伽达默尔、社会学家哈贝马斯以及 卡尔-奥托•阿佩尔。海德堡大学最著名的学生当属1817年发明自行车的卡尔杜莱斯(Karl Drais)。
德国男爵卡尔杜莱斯是公认的自行车发明人,他在1817年制造出有把手的脚踢木马自行车,他在车子前轮上装了一个方向把手,转弯或移动方向就更方便了,这在当时人是们第一次看到不需用马拉的奇怪的车子,也是世界上最早的自行车印象。他的发明构想来自于溜冰鞋的原理,他认为如果人们在两轮之上放个座垫,人坐在上面两脚下垂交互踩踏前进车子就能像溜冰一样前行了。
卡尔杜莱斯的木马自行车在1818年正式取得德国及法国的专利,成为自行车开山鼻祖,当然这辆自行车是以木头制造,这台车就是靠人的两只脚在地上蹬,这台木马自行车的发明对人类有巨大的贡献。
十四、现代火箭、导弹
发明人:沃纳·冯·布劳恩
发明时间:20世纪40年代韦纳·冯·布劳恩(1912年-1977年),第二次世界大战期间,是德国著名的火箭专家,对V-1和V-2火箭的诞生起了十分关键性作用。二战结束之际,布劳恩及其科研班子投降美国,1955年他加入美国国籍,布劳恩继续在美国从事火箭、导弹和航天研究,曾获得一系列重要的勋章、奖章和荣誉头衔。
1969年,他领导研制的"土星"5号运载火箭,将第一艘载人登月飞船"阿波罗11号"送上了月球。1981年4月,首次试飞成功的航天飞机,当初也是布劳恩发明的。因此,他被称誉为"现代航天之父"。1977年6月,布劳恩病逝于华盛顿亚历山大医院。
在1955年,布劳恩和他的同事们正式加入美国国籍,第二年开始担任美国陆军导弹局发展处处长,同时,完成了"丘比特"等火箭的研发任务。同年10月,苏联抢先在美国之前成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。美国政府震惊与遗憾之余,布劳恩毛遂自荐,他向国防部特使尼尔·迈克尔罗伊承诺,在60天内把第一颗美国卫星送入太空。鉴于之前屡战屡败的"先锋号"计划,国防部决定给予这个所谓美国"二等公民"一次机会,由此,布劳恩第一次无限接近他的的太空梦。
1958年1月,布劳恩丘主持研制的丘比特C运载火箭,将美国第一颗卫星——"探险者1号"送入了预定轨道,布劳恩也一举成为了美国的民族英雄,并且于1960年出任美国国家宇航局的第一任局长,同时被评选为《时代》杂志"本世纪100位最好的男人之一。
肯尼迪上台之后,美国加大了空间研究投入,布劳恩也启动了宏伟的太空计划,争取在10年内将人类送上月球。1969年7月,布劳恩的太空旅行终于成为了现实,巨大的"土星5号"火箭运载着"阿波罗11号",将阿姆斯特朗等3名宇航员送往月球,在升空4天之后,阿姆斯特朗在月球表面迈出了人类的第一步,首次完成了人类登陆月球的壮举。他的名言:"这是我个人的一小步,但是却是人类的一大步"。
布劳恩拥有传奇一生,韦纳·冯·布劳恩因大肠癌于1977年6月16日在弗吉尼亚州逝世,并葬于当地的Ivy Hill公墓。当时,V-2火箭使他成为了世界上最危险的人物,而他后半生为人类航空航天事业所做的贡献无法衡量。
十五、真空的重大发现
发现者:奥托·冯·俞雷克
发现时间:1650年
奥托·冯·格里克(1602年11月20日~1686年5月11日),德国物理学家、官员。他曾于1646年~1676年间任马德堡市市长。这时他一方面从政,一方面从事自然科学的研究。1654年5月8日,进行了马德堡半球实验,展示了大气压强的巨大。 他于1650年发明了活塞式真空泵(即往复式真空泵)。
格里克仍不忘研究自然科学,在真空的研究中取了巨大成就。当时的科学界,创造真空是一个十分重要课题,格里克根据吸取式抽水机的原理,经过精心设计和试验,终于制造了活塞式抽气机。1663年,格里完成了《论真空》著作手稿。
格里克最初在装葡萄酒的木桶里装满了水,用黄铜泵把水抽到另一个桶里,被抽水的木桶是密封的,只有一个抽水管口,三个强壮的助手用力拉动活塞,慢慢地把桶内取的水抽出。随着水被抽出就可以听到一些声音,桶内剩下的水似乎在剧烈地沸腾。由于木桶漏气,随着空气进入木桶,这种声音逐渐地停止了。
其后他用铜制的球形容器代替木桶,再继续上述实验。开始时,活塞很容易拉动,后来,随着容器里的水越来越少,就越来越难拉动活塞了。当抽成真空后,打开活塞时,空气迅猛地挤进球内,其激烈的程度几乎可以把靠近的一个人拉进铜球里。
格里克经历了一系列的实验,最终发明了抽气机。有了抽气机,他又做了许多关于真空和大气压强的实验。
他研究发现,真空里的火焰会熄灭。鸟在真空里,难过地张开大嘴,拼命吸气,一会儿将会死去,鱼也会在真空中死去;葡萄能够在真空中能保持六个月不变质等。
格里克曾将含有空气的猪膀胱,放入抽气机的钟罩里去,然后将钟罩中的空气抽去,看到膀胱逐渐膨胀以至破裂。他又在玻璃容器中装入一只正在发出声音的钟,当把容器里的空气抽出后,就听不到声音了。由此充分证实,声音不能在真空里传播。
格里克还曾在一根十米多长的管子上接一段玻璃管,玻璃管里注入水,然后顶端封闭,把它做成水式气压计,即以水柱代替托里拆利管中的水银柱,他观察到,在天气变化时,会发生水柱的高度变化,从而利用这个仪器作天气预报,他制作了一个小木人浮在这个仪器的水面,小木人的手指指出了各个位置上的空气压强。
著名的马德堡半球实验。1654年5月8日,当时的马德堡市长奥托·冯·格里克为了证明大气压强存在,在德国雷根斯堡市郊进行了一项科学实验,其目的是为了证明真空的存在。格里克制造了两个直径约50厘米(20英寸)的铜质空心半球用于实验,半球中间有一层浸满了油的皮革,用以让两个半球能完全密合。其中一个半球上带有连接管,用以连接真空泵,有阀门可将其关闭。当两个半球间的空气被抽出后,两个半球便会受周围的大气挤压而紧合在一起。
格里克又把16匹马分为两组,向相反的方向拉两个半球。这16匹马拼尽全力把两个半球最后拉开的时,发出了非常大的响声。当时围观的市民十分吃惊,而格里克告诉市民这是"空气的力量"。如果把铜半球上的阀门拧开,空气经阀门流进球里,用手一拉球就开了。
根据理论计算,两个半球结合的力的大小可以由半球的直径、半球内外的压强差计算得到。在格里克的实验中,由于无法得知其使用的真空泵效果怎么样,所以无法准确计算使得两个半球分开所需的力的大小。假设其真空泵能够抽出所有的空气,分开两个半球则需要20千牛顿的力,相当于举起一头幼年的非洲象所需要的大小力。在马德堡半球实验中,为了将球体内部抽成真空,格里克设计发明了世界上第一个真空泵。
此后,马德堡半球实验逐渐成为广为人知的示范大气压力原理的实验方法。德国邮政曾经发行过纪念这一实验的邮票。
十六、汽车的发明
发明人:卡尔·本茨 戈特利普·戴姆勒
发明时间:1886年
德国工程师卡尔·本茨和戈特利布·戴姆勒发明制造了世界上第一辆汽车。1886年,卡尔·本茨和戈特利布·戴姆勒在不同的地方各自独立发明了汽油发动机机动车,从而被公认为世界第一辆汽车的发明者。
奔驰的这辆汽车属于三轮汽车,单汽缸785毫升,排量是0.8马力汽油发动机,每小时可行驶15公里。戴姆勒的汽车是在1885年两轮车的基础上改进而成,它采用了单缸空冷式1.5马力汽油发动机,时速可达9英里。
由于当时工业基础,世界第一辆汽车非常简陋,木制无厢式车身,车架和车轮,并且没有车灯、刹车系统、驾驶室和方向盘,只有一个类似自行车把的转向器,发动机工作时震动非常厉害,噪音特别大,汽车行驶,其尖锐刺耳的声音会让行人大惊失色,甚至马儿受惊。
十七、现代高速公路
希特勒早在1923年策动“慕尼黑暴动”失败后,被囚禁于蓝斯堡监狱,他一位做汽车生意的朋友来探监时,带给他一本汽车大亨福特的自传《我的生命和工作》。这本书引发希特勒联想,制造经济适用的家庭轿车,让每家拥有汽车,再兴建只供汽车适用使用的高速公路,把各大城市连为一体方便运输。
但在当时吃饭都困难的德国,希特勒的“狂想”自然遭到了很多德国人民的反对。在上任后半年多的时间里,希特勒就跑遍德国各地,用口号忽悠全德国人,让失业工人参加他的高速公路建设,并成立了“帝国道路公司”。到了1933年9月23日,希特勒的高速公路计划终于开始实施。
当时,希特勒还亲自为德国高速公路的建设制定标准:比如一般路段设计为四车道34米宽;中间有5米的绿化隔离带;不设置路灯,但每隔200米设立一块可反光的水泥柱;为了汽车防滑,不仅要求路面的坡度要小,而且转弯半径要尽量大,同时还要求将路面进行了特殊处理成粗糙的效果。
他任命的高速公路项目负责人托德博士,甚至将紧急停车带、高架桥、封闭立交桥以及带有加油站和餐厅的服务区等现代高速公路所需的大部分设施,都列在了他的设计范围之内。
据了解,希特勒统治时期,德国总共修建了4000多公里的高速公路,时至今日,德国境内正在使用的1.24万公里的高速公路中,仍有约四分之一的道路是那个时期修建的。
比如美国的高速公路建设也是源于艾森豪威尔受到德国高速公路在作战时表现出来的快速高效的启发,他决定在美国也修建高速公路。
德国高速公路建设背后还有一个非常重要的人物,就是费里茨·托尼。他是希特勒主要的民用工程师,后又参与了1938-1939年西壁的修建。因此,第一个高速公路电话亭也是他促成设立的。
有一次,费里茨·托尼外出参加一个重要活动,没想到的是,他在高速公路上汽车突然抛锚,当时十分尴尬,费里茨根本没办法通知到其他人,只能无奈干着急。费里茨当时想到了国家公路上应该设置有公路电话,从此以后,高速公路旁多了电话亭。
希特勒为世界人民带来了巨大的战争灾难,但他所设定的高速公路修建标准,对于现在的道路建设无疑具有很重要现实意义。
十八、 阿司匹林
发明人:菲力克斯·霍夫曼
发明时间:1897年
阿司匹林算得上是世界上最著名的化学药物,问世有一百多年了。阿司匹林起始是以解热镇痛药闻名于世的,目前扑热息痛等副作用更小的解热镇痛药的出现抢去了它很大市场,上个世纪80年代以来,科学家由于发现阿司匹林具有预防心血管疾病的作用,重新成为最常用的药物之一。根据统计,每年全世界要消耗掉4万吨阿司匹林,相当于服下1200亿片阿司匹林药片。
阿司匹林原是商标名称,化学名称是乙酰水杨酸,实际上,应该称为乙酰柳酸,因为其来源和柳树有关。早在公元前5世纪,古希腊医生希波克拉底记载从柳树皮提取的苦味粉末可用来镇痛、退烧。因此,柳树提取物一直被收入西方药典。
到了19世纪,有机化学的建立,科学家们试图从植物药物中纯化出有效成分。1827年,柳树皮中的活性成分水杨苷被分离、纯化了出来。10年后,意大利化学家发现,水杨苷水解、氧化变成水杨酸,而其实水杨酸在几年前已由德国化学家从绣线菊提取出来了,只不过当时不知道它与水杨苷的关系。
水杨酸的药效要比水杨苷强很多。1859年,德国化学家发明合成水杨酸的廉价方法。从此,水杨酸开始被广泛使用。但水杨酸是一种中强酸,会让口腔感到灼痛,且口服水杨酸会导致胃痛,而当时误以为这是由于其酸性引起的。为此,德国拜尔公司的研究人员通过酯化反应,把水杨酸变成乙酰水杨酸。
拜尔公司最先将乙酰水杨酸命名为阿司匹林,于1899年上市,一举成名。拜尔公司因此成功转型,演变成了德国第一大、世界第三大制药公司。
按拜尔公司的说法,阿司匹林是在1897年由一名年轻化学家费利克斯·霍夫曼首次合成的。据说,霍夫曼的父亲患有风湿性关节炎,经常服用水杨酸消炎止痛,但水杨酸又让老霍夫曼胃痛。为了减轻父亲的痛苦,霍夫曼决心寻找一种具有水杨酸的疗效而副作用较小的药物。在一次实验中他偶然地发现了乙酰水杨酸。
乙酰水杨酸其实并非霍夫曼发现的。早在1853年法国化学家查尔斯·葛哈德可能就已制造出乙酰水杨酸,只不过他把它称做另外一个名字。1869年,约翰·克劳特合成了更纯的乙酰水杨酸。1897年,德国一家化学公司已在批量生产乙酰水杨酸。
2000年年底,英国斯特拉思克莱德大学瓦尔特·斯尼德在《英国医学杂志》发表文章重提此事,他们认为当时担任拜尔公司制药组负责人的亚瑟·艾兴格林才是阿司匹林的主要发明人。
主要依据是艾兴格林在1949年为纪念阿司匹林面世50周年写的一篇文章。在文章中,艾兴格林声称他指导霍夫曼去合成乙酰水杨酸,当时霍夫曼甚至不知道合成它要干什么用。
艾兴格林将几种水杨酸衍生物送到拜尔公司药理组进行初步试验,认为其中乙酰水杨酸的效果最佳。接下去应该是进行临床试验,但是药理组负责人海因里希·德里瑟错误地认为乙酰水杨酸对心脏有害,拒绝进行临床试验。于是艾兴格林在自己身上进行试验,觉得乙酰水杨酸无害,就偷偷地交给在柏林的同事费利克斯·古尔德曼,由后者召集医生秘密地进行临床试验。试验效果非常好。
古尔德曼向拜尔公司管理层报告试验结果,但德里瑟仍认为该产品没有价值。在拜尔公司研究负责人卡尔·瑞斯伯格的干预下,才开始全面试验、评估乙酰水杨酸。之后,德里瑟改变了看法,在1899年发表一篇介绍这个新药的发现经过的文章,文章中既没有提艾兴格林,也没有提霍夫曼。
德里瑟后来成了三人中唯一一个从阿司匹林销售中获利的。艾兴格林、霍夫曼和公司签的协议是他们将从他们发明的专利产品中获得专利费,但是乙酰水杨酸没有专利,因此他们得不到专利费。而德里瑟和公司的协议是任何由他引进的产品他都能分成。因此德里瑟从阿司匹林的销售中获得了大量分成。
为何等了这么久才说出事实真相?斯尼德认为这与他的犹太身份有关。在有关霍夫曼为了减轻父亲痛苦发明阿司匹林的传说出现时,纳粹已掌权。艾兴格林由于其妻子是“雅利安人”,而得以暂时保有自由,但也只能过着非常低调的生活。当时德国官方的说法是阿司匹林的发明者是霍夫曼和德里瑟,艾兴格林因此不敢异议。
1944年,76岁的艾兴格林最终还是被纳粹投入集中营。在集中营中他写了一封信,开始写下他所知道的阿司匹林的发明经过。14个月后,他被苏联红军解救。1949年,在写下有关阿司匹林的回忆之后不久,艾兴格林就去世了。
拜尔公司至今坚持认为霍夫曼是阿司匹林的发明人。他们说,根据公司的记录,艾兴格林和霍夫曼的地位一样,艾兴格林并非霍夫曼的上司。斯尼德推测,在德里瑟于1897年4月1日加入拜尔公司后不久,德里瑟对艾兴格林提交的乙酰水杨酸样品做过初步测试。但是并无这方面的记录。德里瑟的实验记录开始于1898年5月。有关乙酰水杨酸实验的最早记录是霍夫曼在1897年8月10日写下的。
在这个记录的最后,霍夫曼写下一句在语法上不太通的话,可以理解成将对该化合物进行试验,但斯尼德认为应理解成此前已对该化合物做过试验,也就是说,乙酰水杨酸此前已被合成出来并测试过了。但是并无记录能够证明此前霍夫曼或拜尔公司的其他人合成过乙酰水杨酸。
实验记录表明,德里瑟开始重新试验乙酰水杨酸是在1898年9月27日,18个月前是1897年4月,比霍夫曼记录其合成乙酰水杨酸早了4个月。
十九、保温瓶的发明
发明人:莱因霍尔德·布格尔
发明时间:1903年
保温瓶于1892年发明,当时英国物理学家詹姆斯•杜瓦爵士正在进行一项使气体液化的研究工作,气体要在低温下液化,首先需要设计出一种能使气体与外界温度隔绝的装置。因此,杜瓦爵士请玻璃技师伯格为他吹制了一个特殊的双层玻璃容器——夹层内壁均涂上水银,然后抽掉夹层内的空气,形成真空,这种真空瓶当时就以发明者的名字命名,叫作“杜瓦瓶”。
可让盛在里面的液体不管冷热、温度都在一定时间内保持不变。由于杜瓦瓶具有这种特殊的保温功能,至今还常被用来装低温的液态气体等实验用品。
杜瓦瓶出现后不久,德国玻璃技师伯格认识到这种容器所具有的商业价值。霍尔德•伯格同时也是柏林一家科学仪器公司的股东之一,1902年,伯格开始推销保温瓶,1904年,他以自己的名义获得了保温瓶专利,并且制订了投入市场计划。伯格甚至举办了一次给他的保温瓶起个好名字的比赛,最终他挑选的获胜名字就是希腊词“thermos”,“thermos”意为热,因此,保温瓶也被称作热水瓶。
二十、袋泡茶的发明
发明人:阿道夫·拉姆博尔德
发明时间:1929年
很早的欧洲喝茶是把茶叶放进小包装袋进行沏泡的,自20世纪初起就一直刺激着饮茶者的味觉神经,原因是让人讨厌的味道来自生产袋泡茶所用的材料:纱布袋和粘合的纸袋。
德国年轻的工程师阿道夫•拉姆博尔德就设想去除掉这种讨厌的味道。他在研究实验中发现了两种合用的材料:马尼拉麻和热塑性塑料丝,并用它们做成小袋子。他把15公分长的材料做成管状,再用精心设计的折叠方法把它制成小袋子,最后用回形针把口封住。这种新的包装方法让茶香获得充分发挥,且在饮用时没有异味。这种方便的包装在全球取得了巨大的成功。
二十一、电波手表的发明
发明人:荣汉斯钟表有限公司
发明时间:1991年所谓电波表,机身由原子时钟和无线电接收系统组成,由国家授时中心发出准确时间,通过无线电接收系统接收、经CPU处理后显示时间,电波表30万年误差不超过一秒。简单地说,是一种接受标准时间信息的电波后,可以自动校对时间的手表。
电波钟表是世界计时技术发展过程中,继沙漏、日晷、机械钟表、石英钟表之后的第五代计时器。电波钟表技术及产品的出现是人类计时史的又一次革命。
1985年,第一个由无线电波控制的座钟问世,荣汉斯为制造精确腕表的可能奠定了基础。1991年,电波手表,发明人:荣汉斯钟表有限公司(JunghansUhrenGMBH),至今为电波表的专利拥有者。
电波表内置高感度小型天线,接收标准电波进行自动对时,因此,能够实现时间上的精准。在国际上,德国、英国、美国、日本都已经有标准电波的发送。2007年7月,在中国河南商丘建成的新电波塔已经开始发送电波。
荣汉斯钟表有限公司是德国最大的钟表生产企业。1861年由E.荣汉斯创建。位于联邦德国南部的施莱姆贝格市。20世纪初,发展成世界上最大的钟表制造商。1967年,第一只石英钟首先在联邦德国市场问世。
二十二、MP3播放格式
发明人:德国弗劳恩霍夫研究所
发明时间:1987年
MP3格式,一度风靡世界。该技术的发明人是位于德国埃尔兰根的弗劳恩霍夫集成电路研究院(Fraunhofer IIS)。该研究院已经和埃尔兰根-纽伦堡大学联合成立了埃尔兰根音频实验室研究中心,汇集了100多名研究人员,主要课题就是研究新一代音频、视频无损压缩技术,用于取代有损压缩的MP3。据研究员Stefanie Frank介绍说,他们正在基于HD AAC技术研究可扩展无损压缩系统。
当然,这不是埃尔兰根音频实验室的唯一项目,他们还在研究用于数字广播的多声道环绕音效技术,以及适合电话和会议系统的CD级音频压缩技术,还有医疗应用项目。据悉,该实验室的研究会延续十年,其所需资金主要来自MP3专利授权费。
二十三、联动双电梯的发明
发明人:蒂森克鲁伯电梯公司
发明时间:2002年
蒂森克虏伯电梯是世界上最大的电梯制造商之一。蒂森克虏伯电梯公司产品质量优异、赢得了提供世界一流产品的良好声誉。蒂森克虏伯股份公司由蒂森股份公司和克虏伯股份公司于1999年3月合并而成。蒂森股份公司和克虏伯股份公司均始建于上世纪初期,曾为欧洲钢铁工业和机器制造业作出杰出的贡献,是德国重工业的缩影。蒂森克虏伯集团为德国工业巨头,
二十四、可换鞋钉的足球鞋
发明人:阿道夫·达斯勒
发明时间:1953年
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